JP2816097B2 - Rare earth element-doped multi-core optical fiber, method for manufacturing the same, and optical amplifier using the optical fiber - Google Patents

Rare earth element-doped multi-core optical fiber, method for manufacturing the same, and optical amplifier using the optical fiber

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は低屈折率のクラッド内に
少なくともEr、Ybなどの希土類元素とAlとを含ん
だコアを複数個設けた希土類元素添加マルチコア光ファ
イバに関し、特に高利得、広帯域特性を実現するマルチ
コア光ファイバ構造、その製造方法およびそれを用いた
光増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rare earth element-doped multi-core optical fiber in which a plurality of cores containing at least a rare earth element such as Er and Yb and Al are provided in a cladding having a low refractive index. The present invention relates to a multi-core optical fiber structure realizing characteristics, a manufacturing method thereof, and an optical amplifier using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にEr、N
d、Prなどの希土類元素を添加し(以下、このコアを
希土類元素添加単一コアファイバという)、この光ファ
イバに添加した希土類元素に固有の吸収特性をもつ励起
光を励起することによって、信号光を増幅する光ファイ
バ増幅器の研究開発が活発化してきた。その中でもEr
を添加した光ファイバ増幅器の性能向上には著しいもの
があり、現状で40dB以上の高利得が実現されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, Er, N
By adding a rare-earth element such as d or Pr (hereinafter, this core is referred to as a rare-earth-doped single-core fiber) and exciting excitation light having an absorption characteristic inherent to the rare-earth element added to the optical fiber, a signal is obtained. Research and development of optical fiber amplifiers for amplifying light have been activated. Among them, Er
There is a remarkable improvement in the performance of an optical fiber amplifier to which is added, and at present, a high gain of 40 dB or more is realized.

【0003】本発明者は、図13に示されるように、低
屈折率のクラッド3内に希土類元素を含んだ高屈折率の
コア2を複数個設けたマルチコアを有した希土類元素添
加マルチコア光ファイバ1を世界で初めて開発し、高利
得の電力増幅器が実現できることを既に提案している
(特開平5−299733号、特開平6−37385
号)。このような高利得光増幅器の実現により、10チ
ャンネル以上の光信号を波長多重することにより伝送す
ることが検討されるようになってきた。この場合に光フ
ァイバ増幅器に要求されるのは、広い波長帯に渡って信
号光を均等に増幅する、いわゆる広帯域光ファイバ増幅
器である。このような広帯域光ファイバ増幅器の開発を
目指して種々の試みがなされている。
As shown in FIG. 13, the present inventor has proposed a rare-earth-doped multi-core optical fiber having a multi-core having a plurality of high-refractive-index cores 2 containing a rare-earth element in a low-refractive-index cladding 3. No. 1 has been developed for the first time in the world, and it has already been proposed that a high-gain power amplifier can be realized (JP-A-5-299733, JP-A-6-37385).
issue). With the realization of such a high-gain optical amplifier, transmission of wavelength-multiplexed optical signals of ten or more channels has been studied. In this case, what is required for the optical fiber amplifier is a so-called broadband optical fiber amplifier that amplifies signal light uniformly over a wide wavelength band. Various attempts have been made to develop such a broadband optical fiber amplifier.

【0004】第1の試みは、最大利得を得ようとすると
帯域特性は非常に狭くなることから、利得を犠牲にして
広帯域化を図る方法である。この方法では、信号光入力
を小信号レベルにするのではなく、かなり大きな中信号
入力とするが、励起光入力を下げて利得を落とすことに
より広帯域化する方法である。第2の試みは、光ファイ
バのコア内にAlを極めて高濃度(〜3%)添加するこ
とにより広帯域化を図る方法である。
[0004] The first attempt is a method of widening the bandwidth at the expense of gain because the band characteristic becomes very narrow in order to obtain the maximum gain. In this method, rather than setting the signal light input to a small signal level, the signal light input is set to a considerably large medium signal input. The second attempt is to increase the bandwidth by adding an extremely high concentration (〜3%) of Al into the core of the optical fiber.

【0005】第3の試みは、同じように利得を犠牲にす
る方法であるが、光増幅のための光ファイバの最適長よ
りも充分短い光ファイバを用いることにより広帯域化を
図る方法である。第4の試みは、光ファイバ増幅器を多
段に接続し各光ファイバ増幅器の間に可変減衰器を挿入
して利得を抑圧することにより広帯域化を図るものであ
る。
A third attempt is a method of sacrificing the gain similarly, but is a method of widening the band by using an optical fiber that is sufficiently shorter than the optimum length of the optical fiber for optical amplification. The fourth attempt is to increase the bandwidth by connecting optical fiber amplifiers in multiple stages and inserting a variable attenuator between the optical fiber amplifiers to suppress the gain.

【0006】第5の試みは、多段の光ファイバ増幅器の
間に導波路型マッハツェンダー型光フィルタを挿入して
所望の波長帯での利得等価により広帯域化を図る方法で
ある。第6の試みは、波長多重用の信号光源の各波長の
パワーを制御することにより光ファイバ増幅器の利得帯
域特性を均一にする方法である。
A fifth approach is to insert a waveguide type Mach-Zehnder type optical filter between multi-stage optical fiber amplifiers to achieve a wider band by equalizing gain in a desired wavelength band. A sixth attempt is to make the gain band characteristics of the optical fiber amplifier uniform by controlling the power of each wavelength of the wavelength multiplexing signal light source.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
マルチコア光ファイバを利用した光増幅器は、以下の課
題を有していた。 (1)第1の試みは、利得を犠牲にしているため、信号
光および励起光のパワーが制約された特別の条件下でし
か使えない。 (2)第2の試みは、光ファイバ増幅器のコア内にEr
と共にAlを添加することにより広帯域化を図る点で優
れているが、光ファイバ増幅器の製法上Alの添加量は
3%程度が上限であり、その結果得られる光ファイバ増
幅器の特性は利得26dB、3dB帯域幅25nm程度
であって充分なものではない。 (3)第3の試みは、最大利得を実現できる光ファイバ
の最適長よりも充分短い光ファイバ長(1/2の長さ)
を用いるために利得を犠牲にしており、高利得と広帯域
特性を満足することはできない。 (4)第4および第5の試みは、大電力を増幅し得る多
段構成であるにも関わらず、大幅に利得が抑圧されてい
るので効率的ではない。 (5)第6の試みは、光ファイバ増幅器の利得帯域特性
を維持しつつ波長多重用の信号光源の各波長のパワーを
制御する点で優れているが、信号光源の駆動回路が複雑
になること、それぞれの光ファイバ増幅器に応じて信号
光源の各波長のパワーを制御する必要があること等の課
題を有している。
However, an optical amplifier using a conventional multi-core optical fiber has the following problems. (1) Since the first attempt sacrifices the gain, it can be used only under special conditions in which the powers of the signal light and the pump light are restricted. (2) The second attempt is to add Er in the core of the optical fiber amplifier.
In addition, the addition of Al is excellent in widening the band by adding Al. However, the upper limit of the amount of Al added is about 3% in the production method of the optical fiber amplifier, and the resulting optical fiber amplifier has a gain of 26 dB and a gain of 26 dB. A 3 dB bandwidth of about 25 nm is not sufficient. (3) The third approach is that the optical fiber length (1/2 length) is sufficiently shorter than the optimal length of the optical fiber that can achieve the maximum gain.
However, the gain is sacrificed because of the use of, and high gain and wideband characteristics cannot be satisfied. (4) The fourth and fifth attempts are not efficient because the gain is greatly suppressed in spite of the multistage configuration capable of amplifying large power. (5) The sixth attempt is excellent in that the power of each wavelength of the wavelength multiplexing signal light source is controlled while maintaining the gain band characteristic of the optical fiber amplifier, but the driving circuit of the signal light source becomes complicated. There is a problem that it is necessary to control the power of each wavelength of the signal light source according to each optical fiber amplifier.

【0008】以上のように、従来の光ファイバ増幅器
(希土類元素添加単一コアファイバ増幅器)において
は、常に高利得化を図ることと広帯域化を図ることが相
反する結果となり、高利得と広帯域とを同時に満足する
ことが実現できなかった。
As described above, in the conventional optical fiber amplifier (rare-earth element-doped single-core fiber amplifier), always achieving high gain and widening the band contradict each other. Could not be satisfied at the same time.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、高利得
と広帯域を同時に満足する希土類元素添加マルチコア光
ファイバおよびその製造方法ならびにこの光ファイバを
用いる光増幅器を提供することにある。従って、第1の
発明は、少なくとも1種の希土類元素とAlを添加さ
れ、高屈折率(nw)と外径(Dw)を有するコア、お
よび前記コアを被覆し、低屈折率(nc)と、肉厚
(t)を有するクラッドより構成される少なくとも3本
の光ファイバ素線と、前記少なくとも3本の光ファイバ
素線を収容するジャケットより構成され、前記外径(D
w)と肉厚(t)によって定まる値(1+2t/Dw)
が1.1〜2.5の範囲にあり、前記Alの添加量が少
なくとも1重量%であることを特徴とする希土類元素添
加マルチコア光ファイバを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a rare earth element-doped multi-core optical fiber which satisfies a high gain and a wide band simultaneously, a method of manufacturing the same, and an optical amplifier using this optical fiber. Therefore, the first invention is a core having a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) to which at least one rare earth element and Al are added, and a core which covers the core and has a low refractive index (nc). , At least three optical fiber strands formed of a cladding having a thickness (t), and a jacket for accommodating the at least three optical fiber strands, and the outer diameter (D
w) and thickness (t) (1 + 2t / Dw)
Is in the range of 1.1 to 2.5, and the additive amount of Al is at least 1% by weight.

【0010】第2の発明は、前記希土類元素がEr、Y
b、Pr、Nd、Ce、Sm、Hoである、請求項第1
項に記載の希土類元素添加マルチコア光ファイバを提供
し、第3の発明は、前記コアと前記クラッドとの間の比
屈折率の差△n1(=(nw−nc)/nw×100
%)、および前記ジャケットの屈折率をnjとしたとき
前記コアと前記ジャケットとの間の比屈折率の差△n2
(=(nw−nj)/nw×100%)が共に1〜3%
の範囲にある、請求項第1項または第2項に記載の希土
類元素添加マルチコア光ファイバを提供し、第4の発明
は、前記ジャケット内に収容される前記コアの外周長を
Dg、および前記ジャケットの外径をDoとするときD
o/Dgの値が12.5〜25の範囲にある、請求項第
1項より第3項のいずれか1項に記載の希土類元素添加
マルチコア光ファイバを提供し、第5の発明は、前記コ
アに添加される希土類元素がErおよびYbであり、か
つこのErの添加量が少なくとも200重量ppmであ
る、請求項第1項より第4項のいずれか1項に記載の希
土類元素添加マルチコア光ファイバを提供し、第6の発
明は、前記コアがSiO2 系ガラスから形成され、E
r、Yb、Al以外にGe、P、B等の屈折率制御用添
加物質が少なくとも1種類添加されている、請求項第5
項に記載の希土類元素添加マルチコア光ファイバを提供
する。
In a second aspect, the rare earth element is Er, Y
b. Pr, Nd, Ce, Sm, Ho.
The third invention provides a rare-earth-element-doped multi-core optical fiber according to the above paragraph, wherein the relative refractive index difference Δn1 (= (nw−nc) / nw × 100) between the core and the clad is provided.
%) And the relative refractive index difference Δn2 between the core and the jacket when the refractive index of the jacket is nj.
(= (Nw-nj) / nw × 100%) is 1 to 3%
The rare earth element-doped multi-core optical fiber according to claim 1 or 2, wherein the outer peripheral length of the core accommodated in the jacket is Dg, and When the outer diameter of the jacket is Do
The rare-earth element-doped multi-core optical fiber according to any one of claims 1 to 3, wherein the value of o / Dg is in the range of 12.5 to 25. The rare-earth element-added multi-core light according to any one of claims 1 to 4, wherein the rare-earth elements added to the core are Er and Yb, and the amount of Er added is at least 200 ppm by weight. A sixth aspect of the present invention provides a fiber, wherein the core is formed of SiO 2 -based glass,
6. The method according to claim 5, wherein at least one additional substance for controlling refractive index such as Ge, P, or B is added in addition to r, Yb, and Al.
13. A rare earth element-doped multi-core optical fiber according to item 5.

【0011】また、第7の発明は、少なくとも1種の希
土類元素とAlを添加され、高屈折率(nw)と外径
(Dw)を有するコア、および前記コアを被覆し、低屈
折率(nc)と肉厚(t)を有するクラッドより構成さ
れる少なくとも3本の光ファイバ素線を、前記外径(D
w)と肉厚(t)によって定まる値(1+2t/Dw)
が1.1〜2.5の範囲にあり、前記Alの添加量が少
なくとも1重量%の条件を満たすように準備し、前記少
なくとも3本の光ファイバ素線をジャケット管内に挿入
し、前記光ファイバ素線と前記ジャケット管の間に隙間
がなくなるように溶着して複合体とし、前記複合体を高
温加熱して線引きすることを特徴とする希土類元素添加
マルチコア光ファイバの製造方法を提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a core having a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) to which at least one rare earth element and Al are added, and a low refractive index ( nc) and at least three optical fiber strands composed of a clad having a thickness (t),
w) and thickness (t) (1 + 2t / Dw)
Is prepared in a range of 1.1 to 2.5 and the amount of Al added satisfies the condition of at least 1% by weight, and the at least three optical fibers are inserted into a jacket tube, A method for producing a rare-earth element-doped multi-core optical fiber, characterized in that a composite is formed by welding such that no gap is formed between a fiber strand and the jacket tube, and the composite is heated at a high temperature and drawn.

【0012】第8の発明は、少なくとも1種の希土類元
素とAlを添加され、高屈折率(nw)と外径(Dw)
を有するコア、および前記コアを被覆し、低屈折率(n
c)と肉厚(t)を有するクラッドより構成される少な
くとも3本の光ファイバ素線を、前記外径(Dw)と肉
厚(t)によって定まる値(1+2t/Dw)が1.1
〜2.5の範囲にあり、前記Alの添加量が少なくとも
1重量%の条件を満たすようにして準備し、 前記少な
くとも3本の光ファイバ素線をジャケット管内に挿入
し、前記光ファイバ素線と前記ジャケット管の間に隙間
がなくなるように高温高熱下で溶着して複合体とした
後、前記複合体を線引きすることを特徴とする希土類元
素添加マルチコア光ファイバの製造方法を提供する。
In an eighth aspect, at least one rare earth element and Al are added, and a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) are added.
And a core having a low refractive index (n
c) At least three optical fiber wires composed of a clad having a thickness (t) and a value (1 + 2t / Dw) determined by the outer diameter (Dw) and the thickness (t) are 1.1.
2.52.5, wherein the amount of Al is at least 1% by weight and prepared, and the at least three optical fibers are inserted into a jacket tube, A method for manufacturing a rare-earth element-doped multi-core optical fiber, comprising: forming a composite by welding under high temperature and high heat so as to eliminate a gap between the core tube and the jacket tube; and drawing the composite.

【0013】第9の発明は、前記複合体を準備する段階
が、前記光ファイバ素線と前記ジャケット管の間に低屈
折率材料を充填する段階を含む請求項第7項あるいは第
8項に記載の希土類元素添加マルチコア光ファイバの製
造方法を提供する。更に、第10の発明は、少なくとも
1種の希土類元素とAlを添加され、高屈折率(nw)
と外径(Dw)を有するコア、および前記コアを被覆
し、低屈折率(nc)と肉厚(t)を有するクラッドよ
り構成される少なくとも3本の光ファイバ素線と、前記
少なくとも3本の光ファイバ素線を収容するジャケット
より構成され、前記外径(Dw)と肉厚(t)によって
定まる値(1+2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲に
あり、前記Alの添加量が少なくとも1重量%である希
土類元素添加マルチコア光ファイバと、入力した信号光
を通過させる第1のアイソレータと、前記第1のアイソ
レータから出力される信号光と励起光源からの励起光を
前記光ファイバの入力部に入力させる第1の光分波器
と、前記光ファイバの出力部から出力される前記励起光
と前記光ファイバ内で増幅された前記信号光を分離する
第2の光分波器と、前記第2の光分波器から出力される
前記増幅された前記信号光を通過させる第2の光アイソ
レータより構成されることを特徴とする光増幅器を提供
する。
In a ninth aspect of the present invention, the step of preparing the composite includes a step of filling a low refractive index material between the optical fiber and the jacket tube. Provided is a method for manufacturing the described rare earth element-doped multi-core optical fiber. Further, in the tenth aspect, at least one rare earth element and Al are added, and a high refractive index (nw) is provided.
And at least three optical fiber strands comprising a core having an outer diameter (Dw) and a cladding covering the core and having a low refractive index (nc) and a thickness (t). A value (1 + 2t / Dw) determined by the outer diameter (Dw) and the wall thickness (t) is in the range of 1.1 to 2.5, and the addition of the Al A rare-earth element-doped multi-core optical fiber having an amount of at least 1% by weight, a first isolator for passing an input signal light, and a signal light output from the first isolator and an excitation light from an excitation light source. A first optical demultiplexer input to an input part of a fiber, and a second optical demultiplexer for separating the pump light output from the output part of the optical fiber and the signal light amplified in the optical fiber Vessel and before Providing an optical amplifier characterized in that it is composed of a second optical isolator for passing the amplified the signal light output from the second optical demultiplexer.

【0014】第11の発明は、少なくとも1種の希土類
元素とAlを添加され、高屈折率(nw)と外径(D
w)を有するコア、および前記コアを被覆し、低屈折率
(nc)と肉厚(t)を有するクラッドより構成される
少なくとも3本の光ファイバ素線と、前記少なくとも3
本の光ファイバ素線を収容するジャケットより構成さ
れ、前記外径(Dw)と肉厚(t)によって定まる値
(1+2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲にあり、前
記Alの添加量が少なくとも1重量%である希土類元素
添加マルチコア光ファイバと、入力した信号光を通過さ
せる第1のアイソレータと、前記第1のアイソレータか
ら出力される信号光を前記光ファイバの入力部に入力
し、前記入力部から出力される励起光を分離する第1の
光分波器と、前記光ファイバの出力部から出力される増
幅された前記信号光を分離し、励起光源からの励起光を
前記出力部に入力する第2の光分波器と、前記第2の光
分波器で分離された前記増幅された前記信号光を通過さ
せる第2の光アイソレータより構成されることを特徴と
する光増幅器を提供する。
According to an eleventh aspect, at least one rare earth element and Al are added, and a high refractive index (nw) and an outer diameter (D
w), and at least three optical fiber strands comprising a clad covering the core and having a low refractive index (nc) and a thickness (t);
A value (1 + 2t / Dw) determined by the outer diameter (Dw) and the thickness (t) is in the range of 1.1 to 2.5, and A rare-earth element-doped multi-core optical fiber having an addition amount of at least 1% by weight, a first isolator for passing the input signal light, and a signal light output from the first isolator being input to an input portion of the optical fiber And a first optical demultiplexer that separates the pump light output from the input unit, and separates the amplified signal light output from the output unit of the optical fiber, and outputs the pump light from the pump light source. A second optical demultiplexer input to the output unit; and a second optical isolator that passes the amplified signal light separated by the second optical demultiplexer. Provide optical amplifiers

【0015】第12の発明は、少なくとも1種の希土類
元素とAlを添加され、高屈折率(nw)と外径(D
w)を有するコア、および前記コアを被覆し、低屈折率
(nc)と肉厚(t)を有するクラッドより構成される
少なくとも3本の光ファイバ素線と、前記少なくとも3
本の光ファイバ素線を収容するジャケットより構成さ
れ、前記外径(Dw)と肉厚(t)によって定まる値
(1+2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲にあり、前
記Alの添加量が少なくとも1重量%である希土類元素
添加マルチコア光ファイバと、入力した信号光を通過さ
せる第1のアイソレータと、前記第1のアイソレータか
ら出力される信号光と、励起光源からの励起光を前記光
ファイバの入力部に入力する第1の光分波器と、前記光
ファイバの出力部から出力される増幅された前記信号光
を分離し、他の励起光源からの励起光を前記出力部に入
力する第2の光分波器と、前記第2の光分波器で分離さ
れた前記増幅された前記信号光を通過させる第2の光ア
イソレータより構成されることを特徴とする光増幅器を
提供する。
According to a twelfth aspect, at least one rare earth element and Al are added, and a high refractive index (nw) and an outer diameter (D
w), and at least three optical fiber strands comprising a clad covering the core and having a low refractive index (nc) and a thickness (t);
A value (1 + 2t / Dw) determined by the outer diameter (Dw) and the thickness (t) is in the range of 1.1 to 2.5, and A rare-earth element-doped multi-core optical fiber having an addition amount of at least 1% by weight, a first isolator that allows input signal light to pass therethrough, a signal light output from the first isolator, and an excitation light from an excitation light source. A first optical demultiplexer that is input to an input section of the optical fiber, and separates the amplified signal light output from an output section of the optical fiber, and outputs pump light from another pump light source to the output section. An optical amplifier comprising: a second optical demultiplexer input to the second optical demultiplexer; and a second optical isolator that passes the amplified signal light separated by the second optical demultiplexer. I will provide a.

【0016】第13の発明は、前記光ファイバの前記入
力部および前記出力部と前記第1および第2の光分波器
の間にモードフィールド整合をとるための領域が設けら
れた、請求項第10項より第12項に記載の光増幅器を
提供する。第1の発明によれば、高利得と広帯域とを同
時に満足する光ファイバ増幅器用の希土類元素添加マル
チコア光ファイバが得られる。これは、以下の2つの手
段の採用によるものである。
In a thirteenth aspect, an area for mode field matching is provided between the input and output sections of the optical fiber and the first and second optical demultiplexers. 13. An optical amplifier according to any one of items 10 to 12. According to the first aspect, a rare-earth element-doped multi-core optical fiber for an optical fiber amplifier that satisfies both high gain and a wide band can be obtained. This is due to the adoption of the following two means.

【0017】第1は、本発明のマルチコア光ファイバが
特定の製造方法により製造されることにある。すなわ
ち、本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバは、
あらかじめ上限に近い値(従来の希土類元素添加単一コ
ア光ファイバで実現できる最大値)の希土類元素とAl
を含む高屈折率のコアを低屈折率のクラッドにより被覆
した光ファイバ素線を少なくとも3本用意し、これらの
光ファイバ素線を低屈折率のジャケット管内に挿入し、
ジャケット管内壁と光ファイバ素線との隙間がなくなる
ように真空引きしつつ溶着して手光ファイバプリフォー
ムを作製し、このプリフォームを高温で加熱しながら線
引きすることにより光ファイバが製造される。この製法
により、得られた光ファイバ中への希土類元素の総添加
量は、従来の希土類元素添加単一コア光ファイバに比
べ、約3倍以上に増やすことができるため、高利得化が
図られる。さらに、Alの総添加量も従来の約3倍以上
に増やすことができるため、大幅に広帯域化が図られ
る。
First, the multi-core optical fiber of the present invention is manufactured by a specific manufacturing method. That is, the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention,
A rare earth element and Al of a value close to the upper limit in advance (the maximum value that can be realized with the conventional rare earth element-doped single-core optical fiber)
Prepare at least three optical fiber strands having a high-refractive-index core containing a low-refractive-index cladding, and insert these optical fiber strands into a low-refractive-index jacket tube;
An optical fiber is manufactured by producing a hand optical fiber preform by vacuum evacuation and welding so as to eliminate the gap between the inner wall of the jacket tube and the optical fiber, and drawing the preform by heating at a high temperature. . By this manufacturing method, the total amount of the rare earth element added to the obtained optical fiber can be increased to about three times or more as compared with the conventional rare earth element-doped single core optical fiber, so that a high gain is achieved. . Further, since the total amount of Al added can be increased to about three times or more as compared with the conventional case, the band can be significantly widened.

【0018】第2は、本発明の光ファイバが特定の構造
を有することにある。すなわち、本発明の光ファイバ
は、第1クラッドの肉厚tとコア外径Dwとの間の関係
式(1+2t/Dw)の値が1.1〜2.5の範囲にあ
る構造を有する。これにより、希土類元素添加マルチコ
ア光ファイバへ入射する励起光および信号光のLP01
ードを各コア内にほぼ同一の結合効率(≧80%)で伝
搬させることができる。このため、入射した励起光は各
コア内へほぼ等分配され、また、信号光もほぼ等分配さ
れる。したがって、その励起光パワーが従来の希土類元
素添加単一コア光ファイバに比べて1/n(n:コアの
数)になり、各コア内を伝搬する信号光の増幅度、すな
わち、利得は低下するが、その代わり広い信号光の波長
帯域に渡って一様な増幅度(利得)が得られる。
Second, the optical fiber of the present invention has a specific structure. That is, the optical fiber of the present invention has a structure in which the value of the relational expression (1 + 2t / Dw) between the thickness t of the first cladding and the core outer diameter Dw is in the range of 1.1 to 2.5. Thus, it is possible to propagate at approximately the same binding efficiency LP 01 mode of the excitation light and signal light in each core enters the rare-earth-doped core optical fiber (≧ 80%). Therefore, the incident pump light is substantially equally distributed into each core, and the signal light is also substantially equally distributed. Therefore, the pumping light power becomes 1 / n (n: the number of cores) as compared with the conventional rare earth element-doped single core optical fiber, and the amplification degree of the signal light propagating in each core, that is, the gain decreases. However, a uniform amplification degree (gain) can be obtained over a wide signal light wavelength band.

【0019】以上の2つの手段により、本発明の希土類
元素添加マルチコア光ファイバは高利得および広帯域を
同時に満足することが可能となる。なお、上記関係式
(1+2t/Dw)の値が1.1〜2.5の範囲に選択
されるべき理由は、この値を1.1よりも小さくすると
各コアがほぼ接するような構造(従来の希土類元素添加
単一コア光ファイバに近い構造)となり広帯域化が難し
いこと、一方、この値を2.5よりも大きくすると信号
光および励起光のパワーの一部がコア以外の第1クラッ
ド内およびジャケット内にも伝搬して増幅に寄与しなく
なり結局高利得化が図れないことによる。
By the above two means, the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention can satisfy both high gain and wide band at the same time. The reason why the value of the above relational expression (1 + 2t / Dw) should be selected in the range of 1.1 to 2.5 is that if the value is smaller than 1.1, a structure in which the cores are almost in contact with each other (conventionally, The structure is close to a rare-earth element-doped single-core optical fiber), and it is difficult to broaden the band. On the other hand, if this value is larger than 2.5, a part of the power of the signal light and the pumping light will be reduced in the first clad other than the core. In addition, the signal propagates through the jacket and does not contribute to amplification, so that a high gain cannot be achieved after all.

【0020】第2の発明によれば、希土類元素としてE
r、Yb、Pr、Nd、Ce、Sm,Ho等を用いるこ
とができる。すなわち、種々の波長帯の光ファイバ増幅
器にも適用可能である。具体例として、ErまたはEr
およびYbを添加した光ファイバの場合には、波長1.
53〜1.57μmの領域にわたる信号光を増幅するこ
とができる。また、PrまたはNdを添加した光ファイ
バの場合には、波長1.3μm帯の信号光を増幅するこ
とができる。
According to the second aspect of the present invention, E is used as a rare earth element.
r, Yb, Pr, Nd, Ce, Sm, Ho and the like can be used. That is, the present invention is also applicable to optical fiber amplifiers of various wavelength bands. As a specific example, Er or Er
In the case of an optical fiber doped with Yb and Yb, the wavelength 1.
It is possible to amplify the signal light over the range of 53 to 1.57 μm. In the case of an optical fiber doped with Pr or Nd, signal light in the 1.3 μm band can be amplified.

【0021】第3の発明によれば、比屈折率差△n1お
よび△n2を1〜3%の範囲にすることにより、信号光
および励起光の各コア内への閉じ込め率が高くなり、高
利得化と広帯域化をより促進することができる。なお、
△n1および△n2を3%以上とすることが望ましい
が、現状では製造技術の面で困難である。また、本発明
の光ファイバの入出力端には通常の低△のシングルモー
ドファイバが接続されるが、これらの接続部分にはモー
ドフィールド整合がほどこされる。
According to the third aspect of the present invention, by setting the relative refractive index differences Δn1 and Δn2 in the range of 1 to 3%, the confinement rates of the signal light and the pumping light in each core are increased, and the Gain and broadband can be further promoted. In addition,
Although it is desirable that Δn1 and Δn2 be 3% or more, it is difficult in terms of manufacturing technology at present. Further, ordinary low-mode single-mode fibers are connected to the input and output ends of the optical fiber of the present invention, and these connection portions are provided with mode field matching.

【0022】第4の発明によれば、Do /Dgを12.
5〜30の範囲にすることにより、第1の発明と同様の
効果を期待することができると共に、光ファイバの入出
力端に接続する通常の低△(比屈折率差)のシングルモ
ードファイバとの低損失モードフィールド整合接続を実
現することができる。これに対して、Do /Dgが1
2.5よりも小さい場合および30よりも大きい場合に
は、通常の低△(△:〜0.3%)のシングルモードフ
ァイバとのモードフィールド整合がとりにくくなり結果
的に利得の低下を招く。
According to the fourth aspect, Do / Dg is set to 12.
By setting it in the range of 5 to 30, the same effect as that of the first invention can be expected, and at the same time, a single-mode fiber with a normal low △ (differential refractive index difference) connected to the input / output end of the optical fiber can be obtained. Low loss mode field matching connection can be realized. On the other hand, Do / Dg is 1
If it is smaller than 2.5 or larger than 30, mode field matching with a normal low △ (△: 0.30.3%) single mode fiber becomes difficult to obtain, resulting in a decrease in gain. .

【0023】第5および第6の発明によれば、各コアの
材質として、SiO2 −GeO2 −Al2 O3 系のガラ
スにErとYbを添加したものを用い、かつ、各コア内
のEr添加量を少なくとも200重量ppmとすること
により、広帯域特性を保ちつつより高利得化を図ること
ができる。この場合の信号光は1.5μm帯を用い、励
起光の波長は1.053μmであることが好ましいが、
0.98μmまたは1.48μmでもよい。また、各コ
アの材質はEr、Yo、Alを添加したSiO2 系のガ
ラスで構成されるが、比屈折率差△n1および△n2を
1〜3%とするためGe、P、B等を少なくとも1種類
添加することが好ましい。なお、クラッドおよびジャケ
ットの材質もSiO2 系のものを用いるが、これにB、
F等の屈折率を低下させる添加物を用いるとより大きな
△n1および△n2を得ることができる。この場合、n
c とnj の値は等しいか、または異なっていてもよい。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, as a material of each core, a material obtained by adding Er and Yb to SiO2-GeO2-Al2O3-based glass is used. By setting the content to at least 200 ppm by weight, higher gain can be achieved while maintaining the broadband characteristics. The signal light in this case uses a 1.5 μm band, and the wavelength of the pump light is preferably 1.053 μm.
It may be 0.98 μm or 1.48 μm. The material of each core is made of SiO 2 -based glass to which Er, Yo, and Al are added. In order to make the relative refractive index differences Δn 1 and Δn 2 1 to 3%, at least Ge, P, B, etc. It is preferable to add one type. The cladding and the jacket are also made of SiO2 material.
When an additive such as F that lowers the refractive index is used, larger Δn1 and Δn2 can be obtained. In this case, n
The values of c and nj may be equal or different.

【0024】第7および第8の発明によれば、所望の構
造パラメータを有する希土類元素添加マルチコア光ファ
イバを再現性良く作製することができる。つまり、あら
かじめ構造パラメータを制御した複数個の光ファイバ素
線をジャケット管内に入れて溶着により光プリフォーム
を作製するので、各工程毎に構造パラメータを管理する
ことができる。この結果、設計通りの光ファイバを再現
性良く作製することができる。
According to the seventh and eighth aspects, a rare-earth element-doped multi-core optical fiber having desired structural parameters can be manufactured with good reproducibility. That is, since the optical preform is manufactured by welding a plurality of optical fiber strands in which the structural parameters are controlled in advance in the jacket tube, the structural parameters can be managed for each process. As a result, an optical fiber as designed can be manufactured with good reproducibility.

【0025】第9の発明によれば、作製した光ファイバ
断面内の各コアの形状をほぼ円形状に保つことができる
と共に、(1+2t/Dw )の値の調節が容易にできる
ようになる。また、偏光依存性の少ない光ファイバを作
製することができる。第10および第11の発明によれ
ば、高利得化と広帯域化を共に満足した光増幅器を実現
することができる。
According to the ninth aspect, the shape of each core in the cross section of the manufactured optical fiber can be kept substantially circular, and the value of (1 + 2t / Dw) can be easily adjusted. Further, an optical fiber with little polarization dependence can be manufactured. According to the tenth and eleventh aspects, it is possible to realize an optical amplifier that satisfies both high gain and wide band.

【0026】第12の発明によれば、さらに高利得で広
帯域特性を有する光増幅器を実現することができる。第
10より第12の発明の光増幅器を用いれば、従来の光
増幅器よりもさらに長距離の伝送ができ、かつ、多チャ
ンネルの波長多重伝送を達成することができる。従っ
て、非常に経済的なシステムを構築することが可能とな
る。また、余分な光部品を用いる必要がないので低コス
ト化、小型化が図られる。さらに、1つの増幅器で充分
な光学特性が得られるので、伝送系の雑音指数も最小限
に抑えることができ高品質な情報伝送が可能となる。
According to the twelfth aspect, an optical amplifier having a higher gain and a wider band can be realized. The use of the optical amplifier according to the tenth to twelfth aspects enables transmission over a longer distance than conventional optical amplifiers and achieves multi-channel wavelength division multiplexing transmission. Therefore, a very economical system can be constructed. Further, since there is no need to use extra optical components, cost reduction and size reduction can be achieved. Further, since sufficient optical characteristics can be obtained with one amplifier, the noise figure of the transmission system can be minimized, and high-quality information transmission can be achieved.

【0027】第13の発明によれば、光増幅器における
不要な反射光の発生を抑制することができると共にエネ
ルギー変換損失を小さく抑えることができる。従って、
安定した光増幅系を構築することができる。
According to the thirteenth aspect, generation of unnecessary reflected light in the optical amplifier can be suppressed, and energy conversion loss can be reduced. Therefore,
A stable optical amplification system can be constructed.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の希土類元素添加マルチコア光
ファイバの実施例を説明する。図1に示される実施例
は、7個のコア(5−1〜5−7で各々示される)を含
むものである。コア5−1〜5−7は、SiO2 にGe
O2 、Al2 O3 およびErイオンが添加され、Alが
1,000重量ppm、Erが300重量ppm添加さ
れている。コア5−1〜5−7の外周には肉厚tのクラ
ッド6がそれぞれ形成されている。そして、このコア5
−1〜5−7はジャケット7により被覆されている。ジ
ャケット7の外径Do は125μm、集合した7つのコ
アの外径Dgは4.4μm(Do/Dg=28.4)、
各コアの外径Dwは1.23μm、(1+2t/Dw )
の値は約1.2、コアの屈折率nwは1.48、クラッ
ドの屈折率ncおよびnjは1.458、比屈折率△n
1および△n2は1.509%の場合である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a rare earth element-doped multi-core optical fiber according to the present invention will be described below. The embodiment shown in FIG. 1 includes seven cores (designated 5-1 to 5-7, respectively). The cores 5-1 to 5-7 are made of Ge on SiO2.
O2, Al2 O3 and Er ions are added, and 1,000 ppm by weight of Al and 300 ppm by weight of Er are added. A clad 6 having a thickness t is formed on the outer periphery of each of the cores 5-1 to 5-7. And this core 5
-1 to 5-7 are covered with a jacket 7. The outer diameter Do of the jacket 7 is 125 μm, the outer diameter Dg of the seven assembled cores is 4.4 μm (Do / Dg = 28.4),
The outer diameter Dw of each core is 1.23 μm, (1 + 2t / Dw)
Is about 1.2, the core refractive index nw is 1.48, the cladding refractive indexes nc and nj are 1.458, and the relative refractive index △ n
1 and Δn2 are the case of 1.509%.

【0029】図1の光ファイバの断面図は理想的な場合
の構造図であり、実際にはクラッド6付きのコアを5−
1〜5−7をジャケット用ガラス管(この場合は石英ガ
ラス管)内に入れ、真空にしつつ各クラッド6同士およ
びガラス管内壁とを溶着し、その後高温で加熱しながら
外径Do が125μmになるように線引きすることによ
り光ファイバを得る。このため、得られる光ファイバの
各コア断面は図2のように円形から変形したものとな
る。
The sectional view of the optical fiber shown in FIG. 1 is a structural view in an ideal case.
1 to 5-7 are put in a jacket glass tube (in this case, a quartz glass tube), and the claddings 6 are welded to each other and the inner wall of the glass tube while vacuum is applied. An optical fiber is obtained by drawing as follows. Therefore, the cross section of each core of the obtained optical fiber is deformed from a circle as shown in FIG.

【0030】図2の光ファイバにおいて、波長1.48
μmの励起光と波長1.55μmの信号光を入射させて
利得がほぼ最大となる光ファイバ長を求めたところ約7
2mであった。信号光のパワーが−27dBm、励起光
のパワーが40mWのときの利得は約25dB、雑音指
数は5dBであった。また、増幅された信号光の出力パ
ワーと利得、雑音指数の関係は図3に示すような特性が
得られた。次に、信号光の波長を1.53〜1.56μ
mまで変えたときの利得と雑音指数との関係は図4に示
すような特性となった。すなわち、利得が最大(25d
B)の場合と21dBの場合の3dB帯域幅はいずれも
30nm以上であった。特に、信号光のパワーを−27
dBmから−17dBmに増加して利得を約25dBか
ら21dBに抑えた場合には30nm以上の広い帯域幅
に渡って利得変動が±1dB以下に抑えられていること
がわかる。このように広帯域特性を実現できるのが本発
明の希土類元素添加マルチコア光ファイバの特徴であ
る。
In the optical fiber shown in FIG.
A pump light having a wavelength of 1.55 μm and a signal light having a wavelength of 1.55 μm were made incident, and the length of the optical fiber at which the gain was almost maximized was obtained.
2 m. When the power of the signal light was -27 dBm and the power of the pump light was 40 mW, the gain was about 25 dB and the noise figure was 5 dB. In addition, the relationship between the output power of the amplified signal light, the gain, and the noise figure had characteristics as shown in FIG. Next, the wavelength of the signal light is set to 1.53 to 1.56 μm.
The relationship between the gain and the noise figure when changing to m was as shown in FIG. That is, the gain is maximum (25d
The 3 dB bandwidth in the case of B) and the case of 21 dB were both 30 nm or more. In particular, the power of the signal light is -27.
It can be seen that when the gain is increased from dBm to -17 dBm and the gain is suppressed from about 25 dB to 21 dB, the gain variation is suppressed to ± 1 dB or less over a wide bandwidth of 30 nm or more. It is a feature of the rare-earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention that such a broadband characteristic can be realized.

【0031】第2の実施例として、図1においてジャケ
ット7の外径Do 、コア、クラッド、ジャケットの屈折
率nw、nc、nj、比屈折率差△n1および△n2の
値はそのままとし、マルチコアの外径Dgを4.4μm
から6.5μmに変え(Do/Dg=19.2)、各コ
アの外径Dw を1.23μmから1.81μmに変え、
(1+2t/Dw)を約1.20から約1.36に変え
た光ファイバを製造し、第1の実施例と同様に光学特性
を評価した。その結果、波長1.48μmの励起光と波
長1.55μm帯の信号光を入射させて利得がほぼ最大
となる光ファイバ長を求めたところ約25mであった。
信号光のパワーが−27dBm、励起光のパワーが40
mWのときの利得は約32dBとなり、第1の実施例の
場合よりも高くなった。これは(1+2t/Dw)の値
を約1.20から約1.36に大きくしたためである。
As a second embodiment, in FIG. 1, the outer diameter Do of the jacket 7, the refractive indices nw, nc, nj of the core, the clad and the jacket, and the values of the relative refractive index differences Δn1 and Δn2 are not changed. Outer diameter Dg of 4.4 μm
To 6.5 μm (Do / Dg = 19.2), and the outer diameter Dw of each core from 1.23 μm to 1.81 μm,
An optical fiber in which (1 + 2t / Dw) was changed from about 1.20 to about 1.36 was manufactured, and the optical characteristics were evaluated in the same manner as in the first example. As a result, the pumping light having a wavelength of 1.48 μm and the signal light having a wavelength of 1.55 μm were made incident, and the optical fiber length at which the gain was almost maximized was found to be about 25 m.
The power of the signal light is -27 dBm, and the power of the pump light is 40
The gain at mW was about 32 dB, which was higher than that of the first embodiment. This is because the value of (1 + 2t / Dw) was increased from about 1.20 to about 1.36.

【0032】信号光パワーと利得および増幅された信号
光の出力パワーとの関係を図5に示す。この光ファイバ
の3dB帯域幅は利得31dBで約30nmであった。
第3の実施例として、図1においてジャケット7の外径
Do 、コア、クラッド、ジャケットの屈折率nw、n
c、nj、比屈折率△n1および△n2の値はそのまま
とし、マルチコアの外径Dgを4.4μmから9.72
μmに変え(Do/Dg=12.9)、各コアの外径Dw
を1.23μmから1.95μmに変え、(1+2t
/Dw )を約1.20から約2.29に変えた光ファイ
バを製造し、第1の実施例と同様に光学特性を評価し
た。励起光として波長0.98μmの光源を用いて評価
した結果、利得がほぼ最大となる光ファイバ長は約32
mであった。信号光のパワーが−37dBm、励起光の
パワーが120mWのときの利得は約37dBであっ
た。また、帯域幅を測定した結果、図6に示すように、
高利得で広帯域特性を得ることができた。すなわち、信
号光パワーが−7dBmおよび−17dBmの場合には
波長1.53μmから波長1.56μmまでほぼ平坦な
特性であり、かつ利得も22dBおよび31dBであ
る。利得が35dBの場合にも3dB帯域幅は約30n
mとなり広帯域である。
FIG. 5 shows the relationship between the signal light power, the gain, and the output power of the amplified signal light. The 3 dB bandwidth of this optical fiber was about 30 nm with a gain of 31 dB.
As a third embodiment, the outer diameter Do of the jacket 7 in FIG.
The values of c, nj and the relative refractive indices Δn1 and Δn2 are kept as they are, and the outer diameter Dg of the multi-core is changed from 4.4 μm to 9.72.
μm (Do / Dg = 12.9), and the outer diameter Dw of each core.
From 1.23 μm to 1.95 μm, and (1 + 2t
/ Dw) was changed from about 1.20 to about 2.29, and the optical characteristics were evaluated in the same manner as in the first embodiment. As a result of evaluation using a light source having a wavelength of 0.98 μm as the excitation light, the optical fiber length at which the gain is almost maximum is about 32.
m. The gain was about 37 dB when the power of the signal light was -37 dBm and the power of the pump light was 120 mW. Also, as a result of measuring the bandwidth, as shown in FIG.
Broadband characteristics could be obtained with high gain. That is, when the signal light power is −7 dBm and −17 dBm, the characteristics are almost flat from the wavelength of 1.53 μm to 1.56 μm, and the gains are 22 dB and 31 dB. The 3dB bandwidth is about 30n even when the gain is 35dB.
m, which is a wide band.

【0033】以上のように、(1+2t/Dw )を大き
くすることにより、高利得で広帯域特性を実現できるこ
とが解った。これは、各コアに励起光および信号光がほ
ぼ均等に分配されることによるものと推定される。その
結果、各コア内での信号光の利得は低いがその分だけ広
帯域特性である。そして、各コア内での信号光の利得は
光ファイバ出射側では電力加算されるために、結果的に
広帯域特性を保ったまま高利得特性となる。この広帯域
化と高利得化は、原理的にはコアの数が多い方がよい
が、あまり多くなるとコアとコアとの間隔が非常に狭く
なってきて、見かけ上単一コアの光ファイバに近づく。
したがって、(1+2t/Dw )が1.1から2.2の
範囲で、かつDo /Dgが12.5から30の範囲内で
あることが必要である。
As described above, it has been found that by increasing (1 + 2t / Dw), a wide band characteristic can be realized with a high gain. This is presumed to be due to the fact that the pump light and the signal light are almost equally distributed to each core. As a result, the gain of the signal light in each core is low, but the broadband characteristic is correspondingly obtained. Then, the gain of the signal light in each core is added to the power on the output side of the optical fiber, and as a result, the gain becomes high while maintaining the wideband characteristic. To increase the bandwidth and increase the gain, in principle, it is better to increase the number of cores. However, if the number of cores is too large, the distance between the cores becomes very narrow, so that the optical fiber approaches the appearance of a single-core optical fiber. .
Therefore, it is necessary that (1 + 2t / Dw) be in the range of 1.1 to 2.2 and Do / Dg be in the range of 12.5 to 30.

【0034】第4の実施例として、第2の実施例におい
て各コア5−1〜5−7に添加するAlの量を、1,0
00重量ppmから4,000重量ppmに増大し、E
rを300重量ppmから400重量ppmに増大した
光ファイバを作製した。その結果、信号光パワーと利
得、増幅された信号光の出力パワーとの関係は図7に示
される。なお、Pp は波長1.48μmの励起光のパワ
ーである。最大利得は42dBであった。信号光の波長
を変えて測定した利得の波長特性は図8に示され、最大
利得42dB、3dB帯域幅は30nmであった。ま
た、利得が36dBおよび31dBでの帯域特性は波長
1.53μmから波長1.56μmに渡って±0.6d
B以下の利得偏差しかない極めて広帯域に渡って平坦な
利得特性が得られることが解った。この結果から、各コ
アのAl添加量をさらに増やせば、さらに平坦な利得帯
域特性が実現できることが判明する。また、Erの添加
量をさらに増やすことにより、より高利得化を実現する
ことが可能である。さらに高利得化を図るためには、各
コア内にEr以外の希土類元素としてYbを添加し、波
長1.053μmの励起光で励起することにより達成で
きる。
As a fourth embodiment, the amount of Al added to each of the cores 5-1 to 5-7 in the second embodiment is set to 1, 0
From 00 ppm by weight to 4,000 ppm by weight,
An optical fiber was manufactured in which r was increased from 300 ppm by weight to 400 ppm by weight. As a result, the relationship between the signal light power, the gain, and the output power of the amplified signal light is shown in FIG. Here, Pp is the power of the excitation light having a wavelength of 1.48 μm. The maximum gain was 42 dB. The wavelength characteristics of the gain measured by changing the wavelength of the signal light are shown in FIG. 8, and the maximum gain was 42 dB and the 3 dB bandwidth was 30 nm. The band characteristics at gains of 36 dB and 31 dB are ± 0.6 dB over a wavelength range of 1.53 μm to 1.56 μm.
It has been found that a flat gain characteristic can be obtained over an extremely wide band having a gain deviation of B or less. From this result, it is clear that a further flat gain band characteristic can be realized by further increasing the amount of Al added to each core. Further, a higher gain can be realized by further increasing the amount of Er added. Further gain enhancement can be achieved by adding Yb as a rare earth element other than Er in each core and exciting the core with excitation light having a wavelength of 1.053 μm.

【0035】以上の実施例では希土類元素としてErを
用いたが、それ以外の希土類元素を用いたマルチコア光
ファイバも上記実施例と同様な高利得化と広帯域化を共
に満足する特性を得ることが可能である。例えば、Pr
を用いると1.3μm帯の信号光を増幅することがで
き、また、Ndを用いた場合も1.3μm帯あるいは
1.06μm帯の信号光を増幅することができる。
In the above embodiment, Er is used as the rare earth element. However, a multi-core optical fiber using other rare earth elements can also obtain the characteristics satisfying both the high gain and the wide band as in the above embodiment. It is possible. For example, Pr
Can be used to amplify the signal light in the 1.3 μm band, and when Nd is used, the signal light in the 1.3 μm band or 1.06 μm band can be amplified.

【0036】第5の実施例として、第2の実施例におい
てコアの屈折率nwを1.48から1.479に変え、
比屈折率△n1および△n2を1.509%から1.4
2%に変えた結果、若干の利得の低下(0.4dB)を
もたらした。逆に、コアの屈折率nwを1.48から
1.485に変え、比屈折率△n1および△n2を1.
8%に増大した結果、利得は約1.5dB増大した。
As a fifth embodiment, the refractive index nw of the core is changed from 1.48 to 1.479 in the second embodiment.
The relative refractive indices Δn1 and Δn2 are changed from 1.509% to 1.4.
Changing to 2% resulted in a slight decrease in gain (0.4 dB). Conversely, the core refractive index nw is changed from 1.48 to 1.485, and the relative refractive indices Δn1 and Δn2 are set to 1.48.
As a result of the increase to 8%, the gain increased by about 1.5 dB.

【0037】なお、図1のコアの数は、少なくとも3個
あればよいが、7個、10個、14個、19個、・・・
・のように多くすることができる。次に、本発明の希土
類元素添加マルチコア光ファイバを用いた光増幅器の実
施例を説明する。図9は本発明の光増幅器の第1の実施
例を示し、光アイソレータ10−1、光分波器11−
1、希土類元素添加マルチコア光ファイバ8、光分波器
11−2、光アイソレータ10−2、励起光源13、お
よび2つのモードフィールド整合領域14−1および1
4−2からなる。
The number of cores shown in FIG. 1 may be at least three, but is preferably 7, 10, 14, 19,.
・ Can be as many as Next, an embodiment of the optical amplifier using the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention will be described. FIG. 9 shows a first embodiment of the optical amplifier according to the present invention, which includes an optical isolator 10-1, an optical demultiplexer 11-.
1. Rare earth element-doped multi-core optical fiber 8, optical demultiplexer 11-2, optical isolator 10-2, pump light source 13, and two mode field matching regions 14-1 and 1
4-2.

【0038】信号光9−1は光アイソレータ10−1へ
入力され、励起光源13からの励起光12−1は光分波
器11−1を通して希土類元素添加マルチコア光ファイ
バ8内へ供給され、増幅に寄与しなかった残りの励起光
は光分波器11−2を介して矢印12−2のように抽出
される。光アイソレータは10−1は、光ファイバ8に
よって増幅された信号光が途中で反射して入力側に戻っ
てこないように抑圧するためのものである。また、もう
一方の光アイソレータ10−2は増幅された信号光9−
2が途中で反射して光ファイバ側に戻ってこないように
抑圧するためのものである。
The signal light 9-1 is input to the optical isolator 10-1, and the pump light 12-1 from the pump light source 13 is supplied to the rare-earth element-doped multi-core optical fiber 8 through the optical demultiplexer 11-1 and amplified. The remaining pump light that has not contributed to is extracted as indicated by the arrow 12-2 via the optical demultiplexer 11-2. The optical isolator 10-1 suppresses the signal light amplified by the optical fiber 8 from being reflected on the way and returned to the input side. In addition, the other optical isolator 10-2 outputs the amplified signal light 9-.
This is for suppressing the light 2 from being reflected on the way and returning to the optical fiber side.

【0039】モードフィールド整合領域14−1と14
−2は、光ファイバ8の比屈折率差△n1および△n2
が1〜3%の範囲内にあるのに対して、光分波器11−
1および11−2側の希土類元素を添加していない光フ
ァイバ伝送路の比屈折率差が0.3%程度であるので、
比屈折率差の違いによるモードミスマッチングによる反
射波の抑圧および反射損失の低減のために設けたもので
ある。
Mode field matching areas 14-1 and 14
-2 is the relative refractive index difference Δn1 and Δn2 of the optical fiber 8
Is in the range of 1 to 3%, whereas the optical demultiplexer 11-
Since the relative refractive index difference of the optical fiber transmission line on the 1 and 11-2 side where no rare earth element is added is about 0.3%,
It is provided to suppress reflected waves and reduce reflection loss due to mode mismatching due to the difference in relative refractive index.

【0040】この図9の構成は、前方励起による光ファ
イバ増幅器の実施例である。希土類元素添加マルチコア
光ファイバ8の希土類元素として、ErまたはErおよ
びYbを添加したものを用いた場合には、励起光源13
には波長0.9μm、1.053μmまたは1.48μ
mの光源を用いる。図10は後方励起による希土類元素
添加マルチコア光ファイバ増幅器の他の実施例を示す。
励起光源13は光分波器11−2側に設けられ、光分波
器11−1側からは励起光12−1の漏れ分が矢印12
−2のように抽出される。それ以外の構成は図9の場合
と同様である。
The configuration shown in FIG. 9 is an embodiment of an optical fiber amplifier using forward pumping. When Er or Er and Yb are added as the rare earth element of the rare earth element-doped multi-core optical fiber 8, the excitation light source 13
Has a wavelength of 0.9 μm, 1.053 μm or 1.48 μm.
m light sources are used. FIG. 10 shows another embodiment of a multi-core optical fiber amplifier doped with a rare earth element by backward pumping.
The pumping light source 13 is provided on the side of the optical demultiplexer 11-2.
-2. Other configurations are the same as those in FIG.

【0041】図11は前方と後方の両方向励起の場合の
希土類元素添加マルチコア光ファイバ増幅器の他の実施
例を示す。この場合には、励起光源は13−1および1
3−2のごとく2つ設けられる。このように両方向励起
を行うことにより、より高利得増幅を実現することがで
きる。この場合、励起光源13−1と13−2の波長は
0.98μm、1.053μm、1.48μmのいずれ
かを選択することができる。つまり、同じ波長のものを
用いてもよく、別々の波長のものを用いてもよい。
FIG. 11 shows another embodiment of the rare earth element-doped multi-core optical fiber amplifier in the case of forward and backward pumping. In this case, the excitation light sources are 13-1 and 1
Two are provided as shown in 3-2. By performing bidirectional pumping in this way, higher gain amplification can be realized. In this case, the wavelength of the excitation light sources 13-1 and 13-2 can be selected from 0.98 μm, 1.053 μm, and 1.48 μm. That is, the wavelengths having the same wavelength or different wavelengths may be used.

【0042】図12は本発明の希土類元素添加マルチコ
ア光ファイバの製造方法の実施例を示す。まず、(a)
に示すように、希土類元素とAlとを含んだ高屈折率コ
アロッドを作り、このコアロッドの外周に低屈折率のク
ラッドを形成する。このクラッドは通常の光ファイバ母
材の製造方法を用いて形成する。例えば、火炎堆積法、
外付けCVD法等が用いられる。次に(b)に示すよう
に、複数本の光ファイバ素線を低屈折率のジャケット管
内に挿入する。ここで、ジャケット管としては石英管、
石英管の内壁面に低屈折率の膜が形成された管、バイコ
ールガラス管(コーニングガラス社の商品名)等を用い
ることができる。その後、(c)に示すように、ジャケ
ット管内壁と光ファイバ素線との隙間をジャケット管外
周から高温で加熱しながら溶着して棒状の光ファイバプ
リフォームとする。上記溶着の際には、ジャケット管の
一方の端を密封し、他方の端から真空引きしながら高温
で加熱して溶着すると、気泡の残留の少ない光ファイバ
プリフォームを得ることができる。最後に、(d)に示
すように、通常の光ファイバの線引き方法を用いて上記
光ファイバプリフォームを加熱しながら光ファイバに線
引きする。
FIG. 12 shows an embodiment of a method for manufacturing a rare earth element-doped multi-core optical fiber according to the present invention. First, (a)
As shown in (1), a high refractive index core rod containing a rare earth element and Al is prepared, and a low refractive index clad is formed around the core rod. This cladding is formed by using a usual method for manufacturing an optical fiber preform. For example, flame deposition,
An external CVD method or the like is used. Next, as shown in (b), a plurality of optical fibers are inserted into a jacket tube having a low refractive index. Here, a quartz tube is used as the jacket tube,
A tube having a low refractive index film formed on the inner wall surface of a quartz tube, a Vycor glass tube (trade name of Corning Glass Co., Ltd.), or the like can be used. Thereafter, as shown in (c), the gap between the inner wall of the jacket tube and the optical fiber is welded while being heated at a high temperature from the outer periphery of the jacket tube to obtain a rod-shaped optical fiber preform. At the time of the above welding, one end of the jacket tube is sealed, and the jacket is heated at a high temperature while being evacuated from the other end and welded to obtain an optical fiber preform with less residual bubbles. Finally, as shown in (d), the optical fiber preform is drawn into the optical fiber while being heated using a usual optical fiber drawing method.

【0043】上記製造方法の(c)の工程において、溶
着の際ジャケット管内壁と光ファイバ素線との隙間に低
屈折率の材料(例えば、SiO2 ロッド、SiO2 微粉
末、SiO2 にB2 O3 やFをドープしたロッドまたは
微粉末等)を充填してもよい。
In the step (c) of the above manufacturing method, a material having a low refractive index (for example, SiO2 rod, SiO2 fine powder, SiO2 containing B2O3 or F2) is formed in the gap between the inner wall of the jacket tube and the optical fiber during welding. Rod or fine powder, etc.).

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳しく説明したとおり、本発明の希
土類元素添加マルチコア光ファイバおよびその製造方法
ならびにこの光ファイバを用いた光増幅器によれば以下
のような効果が得られる。 (1)高利得化と広帯域化を共に満たすことができる。 (2)種々の帯域における光ファイバ増幅器に対しても
高利得化と広帯域化を共に満足した特性を得ることがで
きる。 (3)希土類元素としてErとYbを添加することによ
り、広帯域特性を保ちつつ、さらなる高利得化を実現す
ることができる。 (4)本発明の光増幅器により、さらなる長距離伝送と
多チャンネルの波長多重伝送を実現することができる。 (5)より経済的なシステムを構築することができる。 (6)光増幅器系の雑音指数を最小限に抑えることがで
き、これにより高品質な情報伝送が可能となる。 (7)所望の構造パラメータを持った希土類添加マルチ
コア光ファイバを再現性よく作ることができる。
As described above in detail, the following effects can be obtained by the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention, the method of manufacturing the same, and the optical amplifier using this optical fiber. (1) Both high gain and wide band can be satisfied. (2) Even for optical fiber amplifiers in various bands, characteristics satisfying both high gain and wide band can be obtained. (3) By adding Er and Yb as rare earth elements, it is possible to realize a higher gain while maintaining a wide band characteristic. (4) With the optical amplifier of the present invention, further long-distance transmission and multi-channel wavelength multiplex transmission can be realized. (5) A more economical system can be constructed. (6) The noise figure of the optical amplifier system can be minimized, which enables high-quality information transmission. (7) A rare earth-doped multi-core optical fiber having desired structural parameters can be produced with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の実施例の断面図を示す。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of a rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図2】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の実施例の断面図を示す。
FIG. 2 shows a cross-sectional view of an embodiment of the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図3】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の光学特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the optical characteristics of the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図4】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の光学特性を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing optical characteristics of the rare-earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図5】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の光学特性を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing optical characteristics of the rare-earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図6】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の光学特性を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the optical characteristics of the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図7】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の光学特性を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the optical characteristics of the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図8】本発明の希土類元素添加マルチコア光ファイバ
の光学特性を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the optical characteristics of the rare earth element-doped multi-core optical fiber of the present invention.

【図9】本発明の光増幅器の実施例を示す。FIG. 9 shows an embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【図10】本発明の光増幅器の実施例を示す。FIG. 10 shows an embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【図11】本発明の光増幅器の実施例を示す。FIG. 11 shows an embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【図12】本発明の希土類元素マルチコア光ファイバの
製造方法を示す。
FIG. 12 shows a method for manufacturing a rare earth element multi-core optical fiber of the present invention.

【図13】本発明者が先に提案した希土類元素添加マル
チコアファイバの構造図である。
FIG. 13 is a structural view of a rare-earth element-doped multi-core fiber previously proposed by the present inventors.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5−1〜5−7 コア 6 クラッド 7 ジャケット 8 希土類元素添加マルチコア光ファイバ 9−1、9−2 信号光 10−1、10−2 光アイソレータ 11−1、11−2 光分波器 12−1、12−2 励起光 13 励起光源 14−1、14−2 モードフィールド整合領域 5-1 to 5-7 Core 6 Clad 7 Jacket 8 Rare earth element doped multi-core optical fiber 9-1, 9-2 Signal light 10-1, 10-2 Optical isolator 11-1, 11-2 Optical splitter 12- 1, 12-2 Excitation light 13 Excitation light source 14-1, 14-2 Mode field matching region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01S 3/10 H01S 3/10 Z (56)参考文献 特開 平5−299733(JP,A) 特開 平5−345632(JP,A) 特開 平6−216441(JP,A) 特開 平6−216440(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02B 6/04 G02B 6/16 H01S 3/07 H01S 3/10────────────────────────────────────────────────── (5) Int.Cl. 6 identification symbol FI H01S 3/10 H01S 3/10 Z (56) References JP-A-5-299733 (JP, A) JP-A-5-345632 ( JP, A) JP-A-6-216441 (JP, A) JP-A-6-216440 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G02B 6/04 G02B 6/16 H01S 3/07 H01S 3/10

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも1種の希土類元素とAlを添加
され、高屈折率(nw)と外径(Dw)を有するコア、
および前記コアを被覆し、低屈折率(nc)と、肉厚
(t)を有するクラッドより構成される少なくとも3本
の光ファイバ素線と、 前記少なくとも3本の光ファイバ素線を収容するジャケ
ットより構成され、 前記外径(Dw)と肉厚(t)によって定まる値(1+
2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲にあり、前記Al
の添加量が少なくとも1重量%であることを特徴とする
希土類元素添加マルチコア光ファイバ。
A core having a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) added with at least one rare earth element and Al;
And at least three optical fiber strands which cover the core and are composed of a clad having a low refractive index (nc) and a thickness (t); and a jacket accommodating the at least three optical fiber strands. A value (1+) determined by the outer diameter (Dw) and the wall thickness (t).
2t / Dw) is in the range of 1.1 to 2.5, and the Al
A rare earth element-doped multi-core optical fiber, characterized in that the amount of addition is at least 1% by weight.
【請求項2】前記希土類元素がEr、Yb、Pr、N
d、Ce、Sm、Hoである、請求項第1項に記載の希
土類元素添加マルチコア光ファイバ。
2. The method according to claim 1, wherein the rare earth element is Er, Yb, Pr, N
The rare earth element-doped multi-core optical fiber according to claim 1, wherein the optical fiber is d, Ce, Sm, or Ho.
【請求項3】前記コアと前記クラッドとの間の比屈折率
の差△n1(=(nw−nc)/nw×100%)、お
よび前記ジャケットの屈折率をnjとしたとき前記コア
と前記ジャケットとの間の比屈折率の差△n2(=(n
w−nj)/nw×100%)が共に1〜3%の範囲に
ある、請求項第1項または第2項に記載の希土類元素添
加マルチコア光ファイバ。
3. The method according to claim 1, wherein a relative refractive index difference Δn1 (= (nw−nc) / nw × 100%) between the core and the clad, and the refractive index of the jacket is nj. The relative refractive index difference Δn2 (= (n
The rare-earth element-doped multi-core optical fiber according to claim 1 or 2, wherein both (w-nj) / nw x 100%) are in the range of 1 to 3%.
【請求項4】前記ジャケット内に収容される前記コアの
外周長をDg、および前記ジャケットの外径をDoとす
るときDo/Dgの値が12.5〜25の範囲にある、
請求項第1項より第3項のいずれか1項に記載の希土類
元素添加マルチコア光ファイバ。
4. The value of Do / Dg is in the range of 12.5 to 25, where Dg is the outer peripheral length of the core accommodated in the jacket, and Do is the outer diameter of the jacket.
The rare-earth element-doped multi-core optical fiber according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】前記コアに添加される希土類元素がErお
よびYbであり、かつこのErの添加量が少なくとも2
00重量ppmである、請求項第1項より第4項のいず
れか1項に記載の希土類元素添加マルチコア光ファイ
バ。
5. The rare earth element added to the core is Er and Yb, and the amount of Er added is at least 2%.
The rare-earth element-doped multi-core optical fiber according to any one of claims 1 to 4, wherein the amount is 00 ppm by weight.
【請求項6】前記コアがSiO2 系ガラスから形成さ
れ、Er、Yb、Al以外にGe、P、B等の屈折率制
御用添加物質が少なくとも1種類添加されている、請求
項第5項に記載の希土類元素添加マルチコア光ファイ
バ。
6. The method according to claim 5, wherein said core is made of SiO 2 glass, and at least one additional material for controlling the refractive index such as Ge, P and B is added in addition to Er, Yb and Al. The rare-earth element-doped multi-core optical fiber described in the above.
【請求項7】少なくとも1種の希土類元素とAlを添加
され、高屈折率(nw)と外径(Dw)を有するコア、
および前記コアを被覆し、低屈折率(nc)と肉厚
(t)を有するクラッドより構成される少なくとも3本
の光ファイバ素線を、 前記外径(Dw)と肉厚(t)によって定まる値(1+
2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲にあり、前記Al
の添加量が少なくとも1重量%の条件を満たすように準
備し、 前記少なくとも3本の光ファイバ素線をジャケット管内
に挿入し、 前記光ファイバ素線と前記ジャケット管の間に隙間がな
くなるように溶着して複合体とし、 前記複合体を高温加熱して線引きすることを特徴とする
希土類元素添加マルチコア光ファイバの製造方法。
7. A core to which at least one rare earth element and Al are added and which has a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw).
And at least three optical fiber strands covering the core and composed of a clad having a low refractive index (nc) and a thickness (t) are determined by the outer diameter (Dw) and the thickness (t). Value (1+
2t / Dw) is in the range of 1.1 to 2.5, and the Al
Is prepared so as to satisfy the condition of at least 1% by weight, and the at least three optical fiber wires are inserted into a jacket tube so that no gap is formed between the optical fiber wire and the jacket tube. A method for producing a rare-earth-element-doped multi-core optical fiber, comprising: welding to form a composite; and drawing the composite by heating at a high temperature.
【請求項8】少なくとも1種の希土類元素とAlを添加
され、高屈折率(nw)と外径(Dw)を有するコア、
および前記コアを被覆し、低屈折率(nc)と肉厚
(t)を有するクラッドより構成される少なくとも3本
の光ファイバ素線を、前記外径(Dw)と肉厚(t)に
よって定まる値(1+2t/Dw)が1.1〜2.5の
範囲にあり、前記Alの添加量が少なくとも1重量%の
条件を満たすようにして準備し、 前記少なくとも3本の光ファイバ素線をジャケット管内
に挿入し、 前記光ファイバ素線と前記ジャケット管の間に隙間がな
くなるように高温高熱下で溶着して複合体とした後、前
記複合体を線引きすることを特徴とする希土類元素添加
マルチコア光ファイバの製造方法。
8. A core having a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) added with at least one rare earth element and Al,
And at least three optical fiber strands covering the core and composed of a clad having a low refractive index (nc) and a thickness (t) are determined by the outer diameter (Dw) and the thickness (t). A value (1 + 2t / Dw) is in the range of 1.1 to 2.5, and the amount of Al added is prepared so as to satisfy the condition of at least 1% by weight, and the at least three optical fibers are jacketed. A rare earth element-added multi-core, which is inserted into a tube and welded under high temperature and high heat to form a composite so that no gap is formed between the optical fiber and the jacket tube, and then the composite is drawn. Optical fiber manufacturing method.
【請求項9】前記複合体を準備する段階は、前記光ファ
イバ素線と前記ジャケット管の間に低屈折率材料を充填
する段階を含む請求項第7項あるいは第8項に記載の希
土類元素添加マルチコア光ファイバの製造方法。
9. The rare earth element according to claim 7, wherein the step of preparing the composite includes a step of filling a low refractive index material between the optical fiber and the jacket tube. Manufacturing method of doped multi-core optical fiber.
【請求項10】少なくとも1種の希土類元素とAlを添
加され、高屈折率(nw)と外径(Dw)を有するコ
ア、および前記コアを被覆し、低屈折率(nc)と肉厚
(t)を有するクラッドより構成される少なくとも3本
の光ファイバ素線と、 前記少なくとも3本の光ファイバ素線を収容するジャケ
ットより構成され、 前記外径(Dw)と肉厚(t)によって定まる値(1+
2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲にあり、前記Al
の添加量が少なくとも1重量%である希土類元素添加マ
ルチコア光ファイバと、 入力した信号光を通過させる第1のアイソレータと、 前記第1のアイソレータから出力される信号光と励起光
源からの励起光を前記光ファイバの入力部に入力させる
第1の光分波器と、 前記光ファイバの出力部から出力される前記励起光と前
記光ファイバ内で増幅された前記信号光を分離する第2
の光分波器と、 前記第2の光分波器から出力される前記増幅された前記
信号光を通過させる第2の光アイソレータより構成され
ることを特徴とする光増幅器。
10. A core having a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) to which at least one rare earth element and Al are added, and a low refractive index (nc) and a thickness ( At least three optical fiber strands composed of a clad having t) and a jacket accommodating the at least three optical fiber strands, and are determined by the outer diameter (Dw) and the wall thickness (t). Value (1+
2t / Dw) is in the range of 1.1 to 2.5, and the Al
A multi-core optical fiber doped with at least 1% by weight of a rare earth element, a first isolator for passing an input signal light, and a signal light output from the first isolator and an excitation light from an excitation light source. A first optical demultiplexer to be input to an input section of the optical fiber; and a second optical splitter for separating the pump light output from the output section of the optical fiber and the signal light amplified in the optical fiber.
An optical amplifier, comprising: a second optical isolator that allows the amplified signal light output from the second optical demultiplexer to pass therethrough.
【請求項11】少なくとも1種の希土類元素とAlを添
加され、高屈折率(nw)と外径(Dw)を有するコ
ア、および前記コアを被覆し、低屈折率(nc)と肉厚
(t)を有するクラッドより構成される少なくとも3本
の光ファイバ素線と、 前記少なくとも3本の光ファイバ素線を収容するジャケ
ットより構成され、 前記外径(Dw)と肉厚(t)によって定まる値(1+
2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲にあり、前記Al
の添加量が少なくとも1重量%である希土類元素添加マ
ルチコア光ファイバと、 入力した信号光を通過させる第1のアイソレータと、 前記第1のアイソレータから出力される信号光を前記光
ファイバの入力部に入力し、前記入力部から出力される
励起光を分離する第1の光分波器と、 前記光ファイバの出力部から出力される増幅された前記
信号光を分離し、励起光源からの励起光を前記出力部に
入力する第2の光分波器と、 前記第2の光分波器で分離された前記増幅された前記信
号光を通過させる第2の光アイソレータより構成される
ことを特徴とする光増幅器。
11. A core having a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) to which at least one rare earth element and Al are added, and a core having a low refractive index (nc) and a thickness ( At least three optical fiber strands composed of a clad having t) and a jacket accommodating the at least three optical fiber strands, and are determined by the outer diameter (Dw) and the wall thickness (t). Value (1+
2t / Dw) is in the range of 1.1 to 2.5, and the Al
Rare earth element-doped multi-core optical fiber having an addition amount of at least 1% by weight, a first isolator that allows input signal light to pass through, and a signal light output from the first isolator is input to an input portion of the optical fiber. A first optical demultiplexer that inputs and separates pump light output from the input unit, and separates the amplified signal light output from an output unit of the optical fiber, and pump light from a pump light source. And a second optical isolator that passes the amplified signal light separated by the second optical demultiplexer. Optical amplifier.
【請求項12】少なくとも1種の希土類元素とAlを添
加され、高屈折率(nw)と外径(Dw)を有するコ
ア、および前記コアを被覆し、低屈折率(nc)と肉厚
(t)を有するクラッドより構成される少なくとも3本
の光ファイバ素線と、 前記少なくとも3本の光ファイバ素線を収容するジャケ
ットより構成され、 前記外径(Dw)と肉厚(t)によって定まる値(1+
2t/Dw)が1.1〜2.5の範囲にあり、前記Al
の添加量が少なくとも1重量%である希土類元素添加マ
ルチコア光ファイバと、 入力した信号光を通過させる第1のアイソレータと、 前記第1のアイソレータから出力される信号光と、励起
光源からの励起光を前記光ファイバの入力部に入力する
第1の光分波器と、 前記光ファイバの出力部から出力される増幅された前記
信号光を分離し、他の励起光源からの励起光を前記出力
部に入力する第2の光分波器と、 前記第2の光分波器で分離された前記増幅された前記信
号光を通過させる第2の光アイソレータより構成される
ことを特徴とする光増幅器。
12. A core having a high refractive index (nw) and an outer diameter (Dw) to which at least one rare earth element and Al are added, and a core having a low refractive index (nc) and a thickness ( At least three optical fiber strands composed of a clad having t) and a jacket accommodating the at least three optical fiber strands, and are determined by the outer diameter (Dw) and the wall thickness (t). Value (1+
2t / Dw) is in the range of 1.1 to 2.5, and the Al
Rare-earth element-doped multi-core optical fiber having an addition amount of at least 1% by weight, a first isolator that allows input signal light to pass therethrough, a signal light output from the first isolator, and an excitation light from an excitation light source A first optical demultiplexer for inputting the signal light to an input portion of the optical fiber, separating the amplified signal light output from an output portion of the optical fiber, and outputting the pump light from another pump light source to the output portion. A second optical demultiplexer input to the unit, and a second optical isolator that passes the amplified signal light separated by the second optical demultiplexer. amplifier.
【請求項13】前記光ファイバの前記入力部および前記
出力部と前記第1および第2の光分波器の間にモードフ
ィールド整合をとるための領域が設けられた、請求項第
10項より第12項に記載の光増幅器。
13. The apparatus according to claim 10, wherein an area for mode field matching is provided between said input and output sections of said optical fiber and said first and second optical demultiplexers. Item 13. The optical amplifier according to Item 12.
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